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本帖最后由 智诚科技 于 2016-1-12 14:48 编辑
4 ?' `9 }7 E" T c! W) d7 D- T, J8 c# D5 R4 L) s& c, K" [1 r
利用运动仿真解决复杂凸轮设计 2 X' q1 {( L- i. }, e$ a, e$ _6 _) V
ICT—Torres Zha
3 q% w6 o3 y# W+ K1 N" R. J2 k0 S2 o; T, b& ^$ r1 B
摘要：详解如何利用SOLIDWORKS Motion解决凸轮设计。
- ?7 C; o) c& _关键字：SOLIDWORKS Motion、运动仿真、凸轮设计/ g3 p2 M+ O" q4 f# z
3 ^4 W* k! C ]7 d
一、背景概述
9 `! D4 B5 A( M6 q3 L3 d9 g" N1 Z凸轮机构最大的有点就是：只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。基于凸轮的上述有点，凸轮机构被广泛的应用。然而使用传统的方法计算凸轮的轮廓费时费力。那么如何快速并且精确的得到凸轮的轮廓呢？我们可以借助SOLIDWORKS Motion来帮助我们快速完成凸轮的设计。2 A4 n0 h8 O/ W6 ^
SOLIDWORKS Motion是一个虚拟原型机仿真工具，借助在工业动态仿真分析软件领域占主导地位达25年之久的ADAMS的强力支持，SOLIDWORKS Motion能够帮助设计人员在设计前期判断设计是否能达到预期目标4 s1 X* G* O9 T+ z3 A$ z
本文以SOLIDWORKS2015作为平台，使用SOLIDWORKS Motion完成凸轮的设计。
6 y3 {% i5 P7 k, _二、凸轮设计
, ?, z# i9 I# i% q5 e1.凸轮设计的模型准备4 K3 X/ D5 m, c4 i! G, [7 L$ ]( h
使用SOLIDWORKS完成如下图所示装配体的建模，并添加恰当的配合。(建模过程省略)0 {- v( }/ _& q. r9 s
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142343ilvl2po0zgx0f0ol.jpg
$ |) }: O' X' @4 p$ R图15 H( p+ N+ H% e c; g
+ O: D. F. P) }" i5 ?7 N
2.从动件运动数据点的准备1 T& ~( d) O1 Z. Q
新建一个excel，并按下图填入数据。并将其另存为CSV格式。
8 G* h, w* s6 a http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142344dhi16593ir79ei9c.jpghttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142344bytkf0y9fgoi0itd.jpghttp://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345f7ukoztci7seru5y.jpg
9 L1 Q3 \8 _( c) v 图2
7 g. y4 C) `9 A1 s7 y7 G/ Q! Z3.运动条件分析
; R9 M2 T( n0 @# L/ b该机构中凸轮为其核心零件，但是现在它的设计还没有完成。现在已知从动件需要按照图2所示的数据点进行运动，循环时间为3秒。将数据点用图表表示如下图3所示。+ @3 K8 m+ N1 Y S) \8 H- l
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142345wvjvjv5mfw33nyvn.jpg) k. {6 n3 U8 M- R/ P& K
图3/ x6 h2 `4 G h6 p v
4.运动分析边界条件设定! b3 z/ e, ]/ |9 u: ?; C3 ]
1.启动SOLIDWORKS Motion插件" \* `& M; @ ^ R; I4 y2 Y
如图4通过选项——>插件——>勾选SOLIDWORKS Motion或者工具——>插件——>勾选SOLIDWORKS Motion启动运动仿真分析
4 b" |, Q3 n8 J) h) z2 T7 Q" c如图5切换到Motion study视图，并将分析模式切换到Motion分析。' C6 o: P f( D
在视项和相机视图中右键并单击禁用观阅键码播放。: ?$ Z6 _: A/ `) ~; A$ p/ W
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346m91u92k436tuvut8.jpg
, c2 l/ a" H7 h$ l/ u图4; }* I* S- I1 ]' a/ P. }
2.我们已知从动件的运动需要符合数据点的规律。为了能满足此要求，我们需要设置一个线性马达来驱动从动件。如图6马达的位置选择从动件的顶面，方向向下，运动的模式切换到数据点模式以打开函数编制程序对话框。在此对话框中设置值为位移，自变量为时间，插值类型选择Akima样条曲线。接着点击输入数据，找到我们在第3步创建的EXCEL表格并打开。在函数编制对话框中确定，在马达编辑中确定。2 f Q: j% Q7 c, T1 }6 G# f" j$ v1 L
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142346b0z909efggngd9hn.jpg
# S! g4 b7 u1 _6 w6 P, Z- b图5; f- I3 j: Y4 W
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347lury5r3cuvpam395.jpg
7 B, y# k$ o/ Y9 D$ |( P$ v! d5 o, H图63 O. y1 G( ^. e
3.由于从动件的运动周期是3秒，为了保持同步。拖动时间栏的关键帧到3秒，将仿真的周期设置为3秒，如图7。3 y& ~/ _" g7 M
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142347jw08zevwzkjpznvj.jpg
9 I* ?9 w: x( q; |图7! ~% r" X5 ~1 `* i" O
4.给凸轮添加旋转马达，使凸轮在从动件的一个运动周期中旋转一圈。如图8，旋转马达的位置选择传动轴的边线。运动类型设置为等速，每分钟20圈，确定。) f# C+ b8 v8 Y1 i# T2 a
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348i88xdfgggi8d7882.jpg$ ~2 k4 \; ~' r# ~% V% f/ Q, `
图8
" z! F7 y( k9 {+ p4 Y! _5.添加重力，如图9，方向沿Y轴负方向。5 I# O0 f- G; {" N1 ]
http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142348gnfzfa9bvfu7mb7b.jpg
: G/ N5 W3 H+ a3 R( e$ F2 [图9
* B7 n$ o" i2 e" R2 Z3 P2 f5 v) [http://fans.solidworks.com.cn/data/attachment/portal/201601/12/142349g9xuzlqqxqryyl05.jpg- W9 R& E3 |2 ~
! J- t* ^3 f9 X# h% b/ G/ A9 m
图10; U; r" r$ M; l6 h( \% g4 E
6.设置运动算例属性
1 Y. X" C& B( k5 [' u r$ K4 [4 `为了使获取的凸轮的轮廓精度更高，我们需要提高每秒帧数到100，并选择精确接触。如图10。
: g& U7 W' h6 j# N5 M5 N7 r/ g: w% q' k& E4 y
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发表于 2016-1-12 14:47:12
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